应用Kalman滤波算法计算供水管网漏失量

目前,国际上对供水管网漏失量化理论研究较少,而常用的计算漏失量的方法也均存在一定不足.为此,基于信息控制领域常用的Kalman滤波分析算法,构建管网系统漏失模型的状态方程与观测方程,并递推计算出管网的漏失量.进一步在实验室进行漏失模拟实验,利用Kalman滤波算法建立漏失模型并分析实验数据,结果表明,应用基于Kalman滤波算法的漏失模型计算供水管网漏失量是可行且可靠的,可为供水行业制定有针对性的供水管理及技术措施、降低漏失量、提高管网控漏水平提供依据.     

区域供水管网盲源分离漏失量研究

目前,国际上对漏失量化理论研究较少,建立的管网漏失模型多为估算反推微观模型,未能求出供水管网整体精确的物理漏失水量,无法对供水管网漏失现状进行评价,为此,基于供水管网漏失专用实验平台进行不同用户、不同漏点、不同特性管网的漏失模拟,并将盲源分离理论应用到供水管网漏失分离中,对实验管网获取的在线监控数据用快速独立分量分析算法(Fast ICA)进行处理,成功分离出漏失量.为供水行业制定有针对性的供水管理及技术措施,降低漏失量、提高管网控漏水平提供依据.     

基于遗传算法的供水管网反问题漏失定位

为有效减少城市供水管网漏失,快速、准确确定漏失点的位置及漏失水量,进而实现管网漏失的实时诊断,提出了基于遗传算法的供水管网反问题漏失定位方法.在构建基于反问题分析的微观基础水力模型的基础上,通过对管网漏失量与压力变化的相关性分析,以漏失点所在管网中的位置及漏失点相应的漏失水量为变量,以漏失发生时管网压力监测点的监测值与模拟值的差值最小为目标,建立了基于遗传算法的供水管网反问题漏失定位模型.通过3种工况下的漏失模拟计算,结果表明:所建立的反问题漏失定位模型可以有效地定位漏失点并优化预测漏失水量,可合理高效地制定漏失点检测与定位方案.     

供水塑料管道漏失模型及相机压力管理应用

为了精确模拟城市供水塑料管道的物理漏失流量,基于塑料材质黏弹性理论中漏口面积随压力延时变化的机制与孔口出流模型,构建与管道材质、管道内压力、漏口面积和时间有关的供水塑料管道漏失模型.仿照经济学领域中的相机调控,提出相机压力管理方法,以选择更合适的调压策略,实现更精细化的压力管理.采用MATLAB编写粒子群优化算法,调用EPANET 2.2压力驱动水力分析功能,求解供水塑料管道漏失模型,得到各时刻减压阀后压力最优设定值,制定相机调压策略.分别使用传统压力管理方案和相机压力管理方案,在南方沿海某小区进行压力管理实验.研究结果表明,在使用相机压力管理方案后,漏损率降幅为56.0%,效果优于传统压力管理方案,验证了基于供水塑料管道漏失模型制定相机压力管理策略的合理性和可行性.     

浅谈城市供水管网漏损及控制措施

城市管网漏损是我国供水企业面临的共同问题,有效地控制漏失,使其在合理损耗之内,是降低成本的一个重要因素,本文具体分析了几种漏损产生的原因,并提出了控制供水管网漏失的措施.     

应用改进ICA-R算法的供水管网漏失量估计

漏失量作为城市供水管网漏损量的主要组成成分,可作为管网漏损控制的重要参考指标.现有漏失量计算方法存在准确度不高,计算过程复杂等问题,而盲源分离法具有数据需求量少,分析结果准确特点.针对盲源分离中约束独立成分分析(CICA)算法在漏失量估计中存在误收敛,限制盲源分离法进一步应用的问题,提出利用改进的带参考信号的独立成分分析(改进ICA-R)算法进行供水管网漏失量估计思路.对目标函数选取、信号处理过程进行分析说明,同时设计算例管网模型并搭建漏失实验平台验证算法分离效果,并与快速独立成分分析(FastICA)算法处理效果进行对比.采用皮尔逊相关系数评价漏失量分离效果,利用平均相对误差评价改进ICA-R分离精度.结果证明,使用改进ICA-R算法分离漏失量所得相关系数维持在90%附近,平均相对误差维持在15%以内,优于FastICA算法,该方法避免加装大量计量仪表,降低了漏失量计算成本,可为漏失量计算提供参考,便于各水司有针对性地采取漏损控制措施.     

基于分区计量系统的供水管网模型流量分配方法研究

节点流量作为供水管网建模的重要参数,其分配结果直接影响供水模型准确性。针对目前常规节点流量分配方法准确性不足及工作强度大的问题,提出了基于分区计量系统的供水管网节点流量分配方法。该分配方法中的节点流量是居民用户节点流量、其他工商户节点流量和产销差节点流量之和。居民节点流量通过DMA边界五级表数据确定;其他工商户节点流量通过终端六级远传表数据确定;产销差节点流量,以二级分区为单位,在区域内沿线流量均分后折算。该方法运用于H市供水管网水力建模项目,模型校核结果：测压点水压的实测记录值与模拟值之差分别为100%≤(±4)mH₂O;85.83%≤(±2)mH₂O;55.18%≤(±1)mH₂O;23.15%≤(±0.5)mH₂O,提高了模型精度。     

地震导致渗漏的供水管网水力模拟

为研究地震导致渗漏的供水管网的水力特性,引入日本水道协会提出的震害计算式,改进地震导致的供水管网渗漏的计算方法,构建地震导致渗漏的供水管网水力模型。提出适用于低压供水管网“分步迭代”的水力计算方法,实现对不同地震烈度下供水管网的漏损量、节点压力及流量的定量分析。基于EPANET软件,对举例供水管网应用所构建的模型和“分步迭代”水力计算方法,预测了其在不同地震烈度下的水力状态。预测结果表明,构建的模型能合理描述震损管网的水力特性,所提出的方法能避免水力计算时迭代的发散、提高迭代的收敛速度,并可直接应用现有商业软件求解。     

基于GIS的城市供水管网管理系统开发

针对地理信息系统特点和供水企业的管理需求,在分析目前国内供水企业GIS技术应用中存在问题的基础上,从专业结合的角度探讨了开发城市供水网地理信息系统的方法及其关键技术;确定了选择GIS平台的原则、数据录入的方式、供水管网GIS管理功能,指出了城市供水管网地理信息系统开发的方向．     

基于GIS的供水管网水力分析信息系统研究

介绍了采用Mapinfo为平台,以Visual Basic作为软件开发环境,利用OLE技术所开发的具有水力分析计算功能的供水管网信息系统.对系统的结构设计、功能设计、数据库设计进行了详细的分析,并阐述了水力分析计算数学模型的建立及实现.     

供水管网地震漏损蒙特卡洛模拟分析

为研究供水管网在不同地震烈度下的漏损情况和水力特性,基于管道地震破坏评估模型和概率分析方法,对不同地震烈度下管线的破坏概率和渗漏状态进行了计算分析,引入折减系数对管段抗震可靠度分析方法进行改进,并与传统计算方法比较,验证了其合理性。发展了Monte Carlo模拟技术在供水管网流分析方面的应用,并考虑带渗漏和爆管两种出流方式。编制程序对一大型管网进行了模拟分析,给出了震后带漏损情况下管网的漏失率和破坏情况,结果与实际地震灾害情况相符。     

城市供水管网仿真模拟分析平台的开发与应用

针对人们对城市供水安全性要求日益提高、供水系统的规模不断扩大、复杂性随之提高等问题,对城市供水管网仿真建模与软件开发技术进行了系统研究．首先,对供水管网参数测试分析技术进行研究,较为准确地掌握了整个供水管网的用水量负荷、用户用水模式及变化规律、压力分布规律及主要供水管段的实际过流能力等状况,建立供水管网仿真模拟数据库．在此基础上,以供水管网科学合理运行、保障供水水质等为目标,结合供水管网在线监测技术,以某城市开放式区域供水管网为例,建立了该区域供水管网微观水力模型,并开发了城市供水管网仿真模拟分析平台．该平台具有良好的扩展性及实用性,目前正在某城市进行应用．     

叠压供水方式在供水管网中的应用

通过介绍叠压供水方式实例的使用情况,从供水部门的角度提出需建立的叠压供水方式管网准用条件:管网的供应能力必须能够满足,必须在批准限定的流量下运行,不得超量取水,必须具有防止负压的有效功能,应在水泵吸水或供水管路上安装倒流防止器,设备必须安全卫生,避免出现二次污染。     

蚂蚁算法与拟牛顿法嫁接求解管网数学模型

管网水力计算的问题可归结为联立求解连续性方程、能量方程和压降方程.牛顿法是求解非线性方程组的一个经典方法,但当初值选择不好时,有可能不收敛.将新型的仿生算法———蚂蚁算法引入到求解管网数学模型中.利用拟牛顿法与蚂蚁算法相互之间较强的互补性,提出了求解供水管网微观数学模型的新算法———嫁接法.计算表明,嫁接法结合了蚂蚁算法与拟牛顿法各自的优点,计算速度快,效果良好.     

供水管道泄漏声信号特性

为了对供水管道泄漏声波信号进行检测,分析了管道泄漏声波的产生机理、检测原理和管道泄漏声波信号的频率特性及衰减特性.采用CS3型水听器在模拟供水管道的环境中进行管道泄漏实验,采用MATLAB软件对实验采集到的泄漏声波信号进行分析.结果表明,管道泄漏的声波是60~70Hz的低频信号,其中稳定泄漏和末端泄漏的衰减特性不同,实验结果证明了管内听音技术用于检测供水管道泄漏信号的准确性和该检测技术的可行性.     

热水集中供热管网泄漏故障诊断模型

为了降低热水集中供热管网泄漏故障率及提高故障点检测效率,应用网络图论理论,建立管网节点泄漏水力工况计算模型。该模型采用供热管网平面拓扑结构,能够对管网节点泄漏工况进行模拟与预测。针对模拟管网水泵定扬程运行方式,分析供回水干管不同泄漏节点、不同泄漏量对管网水力工况的影响。结果发现：供水干管发生泄漏,会导致用户压差及流量减小;而回水干管发生泄漏,则增大。无论供水或回水干管,泄漏点之前各用户离泄漏点越近,变化程度越大;泄漏点之后各用户变化程度相同,且均大于泄漏点之前各用户。     

萍乡市供水管网的优化调度

通过建立城市供水管网优化调度模型,以萍乡市为例,对其城市供水管网进行优化调度,结果显示,萍乡市各水厂的出水流量增大,大部分监测点的水压有一定的下降,取得了较好的经济与社会效益.